统计物理中双原子分子的物态方程和内能的推导

由于一些最常见的元素,如氢,氧和氮,以双原子分子的形式存在,所以在元素,原子和分子的概念的阐述以及统计物理中,双原子分子起了重要的作用.文章从单原子分子的热力学量的统计表达式出发,分析了多原子分子的物态方程和内能的统计表达式.     

双原子理想气体的动能

由理想气体状态方程和能均分定理得出,单原子气体分子的动能为3/2KT,双原子气体分子的内能为3KT。本文先给出处于同一温度下的两种单原子气体分子具有相同的动能,又给出双原了气体分子的平均动能E=3/2KT的一个证明。     

气体热容量的量子化讨论

本文用能量量子化的观点讨论了气体热容量的理论,着重用量子理论计算了粒子转动和振动的能量间隔,较完满地解析了双原子分子气体热容量经典数值与实验数据的偏差问题。     

氮气热力学性质的RK方程研究

以实验测得的随温度变化的氮气维里系数为基础,采用热力学方法,根据RK方程研究了氮气的热力学性质,并讨论了90K⁶00K温度范围内的热力学态函数内能、焓和摩尔热容量之差.结果表明,氮气的热力学状态应采用实际气体的状态方程,例如RK方程描述更加合理,并且RK系数不是常数,要随着温度发生改变,态函数内能、焓和摩尔热容量之差的结果不同于理想气体的情况,也不同于常系数RK方程产生的结果 .     

二维理想气体的压强和物理吸附

应用类比法推求二维理想气体的压强公式,对所得的结论进行了量纲分析,从而明确了二维理想气体压强的微观意义。通过计算真空中理想气体在物理吸附和退吸附过程中内能(U)、熵(S)、吉布斯自由能(F)等热力学函数与逸出功的关系,进而阐明了提高真空度两种基本方法的物理实质。     

由键长及原子参数计算单键的键能

分子中原子间或离子间的强烈的相互作用称为化学键。这种相互作用的强度可以用键能的大小来量度。一般将气态下每断开1摩尔键所需要的能量定义为该键的键能。实际上这个能量变化应称之为键离解能。仅仅对于双原子分子来说,因为其分子中只有一个化学键,其键能可以由键离解能直接确定;对于多原子分子,其分子中存在两种以上的化学键时,每单个键的键能与键离解能可能在数值上相差极大。前者是由热化学实验数据归纳得到的近似的平均值。后者可以利用光谱学实验数据计算。对于少数双原子分子,还有希望根据量子物理学方法作出精确的理论计算。例如,双原子分子H_2,由光谱学实验数据计算出H—H键的离解能是432.00千焦/摩;而H—H键的键能是433.21千焦/摩。二者在数值上相差不大。     

如何判断一定质量理想气体的吸热放热情况

理想气体实验定律及热力学定律,是高中物理选修3-3中考查重点。而理想气体在等温、等压、等容、绝热过程中吸热放热的判断,也在近年考题中频繁出现。本文讨论理想气体吸热放热情况。理想气体不计分子间的相互作用力,所以,一定质量的理想气体内能只由温度决定。解决这一问题,要用热力学第一定律：外界对物体做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和等于物体内能的增量ΔU。     

HeH^＋分子积分的计算

推导了可以用于HeH^＋双原子分子计算的1s型Gaussian函数积分公式,并将其运用到HeH^＋分子STO-3G基组的计算中.详细地计算了重叠积分、动能积分、核吸引能积分和双电子积分,给出了对应的每一项积分的数值.     

谐振子体系的Wigner函数

Wigner函数既是量子相空间理论的基础,也是实际应用中最主要的工具之一.而量子谐振子又是许多复杂模型的基础.它的Wigner函数积分后能写成简单的形式,可用来讨论许多实际问题.这篇文章主要以谐振子体系为例,分别用两种方法计算Wigner函数,然后列举其应用并讨论.     

双原子分子势能函数的研究进展

双原子分子的势能函数是原子与分子物理重要而基本的理论问题，又是许多重要理论和实验研究的基础。文章综述了双原子分子势能函数的研究进展，并对不同势能函数的优劣和应用进行了简要的评迹，简要讨论了几个值得进一步研究的主要方面。     

Non—LTE球状大气模型方法

用简单扼要的方式从恒星大气的基本假设开始,阐述并讨论Ｎｏｎ－ＬＴＥ球状大气模型方法的一般原理和计算步骤,其中包括灰大气理论、ＬＴＥ和Ｎｏｎ－ＬＴＥ处理计算框架的一般性介绍。     

经典一维非谐振子系统的热容量

讨论了非简谐振动对经典一维振子系统内能和热容量的影响，得到该影响的一级修正表达式．并以氢分子系统为例，利用Morse势能函数进行具体讨论．结果表明，对于一维非谐振子系统，在讨论系统的内能、熵、热容量等一些与温度有关的热力学性质的问题时，若涉及的温度较低，这时可近似地用简谐理论处理；若温度较高，则应考虑非简谐效应．     

理想气体的压强及温度的微观解释

基于气体分子动理论和理想气体的微观模型给出理想气体的压强和温度的计算公式.由这两个公式从微观层面解释理想气体的压强和温度的本质,进而可以帮助解释和分析一些宏观物理现象.从微观角度而言,压强是大量气体分子持续不断地撞击容器器壁而形成的单位面积上的压力;温度则是大量气体分子热运动剧烈程度的宏观量度,也可用来描述气体分子的平均平动能.     

任意组元的实际混合气体的内能与自由能

本文运用正则系综理论计算了任意组元的多原子分子混合实际气体在不发生化学反应的条件下的内能和自由能,并计算了实际气体混合前后内能与自由能的变化。     

用ab initio方法研究NaH(NaD)分子的结构及其基态(X1∑+)的势能函数

运用群论和原子分子静力学方法,推导了NaH(NaD)分子基态的合理离解极限.采用两种方法和三种基组优化计算了NaH(NaD)分子基态的平衡结构和离解能.选用电子相关单双取代耦合簇CCSD(T)方法结合6-311 G(3df,3pd)基组对NaH(NaD)分子基态进行了单点能扫描计算.用最小二乘法拟合Murrell-Sorbie 函数,计算得到了NaH(NaD)分子基态的势能函数和对应的光谱常数.结果表明, 采用Murrell-Sorbie函数计算所得的光谱常数与实验结果符合的很好,能精确地描述NaH(NaD)分子基态的势能函数.     

液氩冲击压缩物态方程的分子动力学模拟

本文根据MSVⅢ,MMSVⅢ和EXP-6等几种不同的势模型,对液氩冲击压缩物态方程进行了分子动力学模拟,并对几种计算结果进行了比较。还根据分布函数,简略讨论液氩的微观结构。计算表明：MMSVⅢ势能较好地反映液氩在所研究压力范围的情况,计算的Hugoniot曲线与实验结果在冲击压力高达40Gpa密度区的符合程度得到改善。     

高斯型耦合Tavis—Cummings模型的场熵演化特性

利用全量子理论研究了高斯型耦合Tavis-Cummings模型的量子纠缠特性,运用数值计算方法讨论了原子垂直于腔轴的运动速度和系统的初态对场-两原子纠缠的影响.结果表明,原子的运动速度对纠缠具有明显的调制作用;光场的初始光子数越大,熵的Rabi振荡频率越大,振幅越小;而改变原子的初态时,熵的时间演化规律是相似的.     

非相对论理想气体状态方程的理论推导

统计系综理论从计算配分函数出发,得出体系的状态函数和热力学性质.而配分函数的直接计算通常较为繁琐.给出一种较为简单的间接得到配分函数的方法,可以避免复杂的计算,从而得到理想气体状态函数及体系的状态方程.并就经典体系和量子体系进行分析比较,指出高温时量子体系趋于经典极限.低温时,由于量子效应,两种量子体系显示各自不同的特点.     

氢分子的能量核间距曲线

以有关教材中给出的氢分子能量表达式为出发点,首先参考有关文献给出氢分子能量E与核间距R之间的函数关系式,然后以此函数关系式为基础计算出E与R之间的数值关系,最后根据该数值关系绘制出E与R之间的关系曲线。     

磁性物质热力学性质的讨论和分析

磁性物质的热力学性质和研究方法与气体、液体等简单热力学系统的性质有所不同,在本论文中有针对性地讨论磁性物质所遵循的热力学物态方程,并讨论磁性物质的内能、熵、焓等状态参量所满足的关系,以及推导出磁性物质体系的自由能、吉布斯函数、Maxwell关系和磁性物质体系的比热容。